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什么是全光谱?解析全光谱对人是否有危害及LED全光谱好处分析

   日期:2018-12-19     来源:云知光照明微课堂    浏览:97    评论:0    
核心提示:网上的所谓的全光谱是否真实,消费者又应该怎样判断,下面带大家认识全光谱。

照明行业也常常用“以人为本”的理念做买卖,最近就有一个叫“全光谱”的词十分流行。说起全光谱,大家并不会陌生,在网站商城上搜索就可以找到各种各样标榜着全光谱的产品。但网上的所谓的全光谱是否真实,消费者又应该怎样判断,下面带大家认识全光谱。


科普一刻

首先说说光谱,玩过三棱镜的同学都知道光可以发生色散现象分解成一系列的单色光。光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,分解成一系列的单色光,又按照波长大小依次排列的一条光带。

▲太阳光分解,图源网络

但不同的光在光谱上有着不同能量分布,各种波长的成份比例会有所不同。太阳光就有着极为宽阔的连续谱,99.9%的能量集中在红外区、可见光区和紫外区。

▲太阳光光谱,图来源网络

而照明灯具中的“全光谱”,指的就是灯具发出的光,其光谱接近太阳光谱,尤其在可见光部分中各种波长成份的比例与阳光的相似,灯光的显色指数接近于太阳光的显色指数。

▲不同的光的光谱

但其实全光谱灯具早就已经不是什么新鲜事儿,很久之前就已经出现过全光谱级别的光源。没错,就是第一代电气光源——白炽灯。白炽灯发光的原理就是通过电压电流把钨丝“烧”热,使它烧灼到白炽化来发光。因为白炽灯的光谱是连续而且涵盖了可见光区域,所以白炽灯拥有很高的显色指数,能反应被照物真实的色彩。但由于白炽灯的光效低和寿命短两大致命缺点导致白炽灯的“贵”,即便是光色很好的白炽灯也被新一代绿色光源所取代。

▲钨丝灯及其光谱

近几年来,LED的发展得到突破,打破了关键技术的关口,人们将蓝光LED激发荧光粉的传统LED技术上升至使用紫光LED激发荧光粉得到红绿蓝的色光,经过色光混合叠加之后产生与太阳光光谱相似的光线。这项技术结合LED本身的技术特点和产品优势,使得全光谱LED更符合照明市场的需求和趋势,因此全光谱LED亦备受青睐。

▲传统的LED使用蓝光LED激发,全光谱则使用紫光LED激发,两者出光的光谱对比,其中虚线表示太阳光的光谱曲线(图源首尔半导体)

了解全光谱的含义和产生后,想必大家对全光谱都有印象了吧。但是全光谱这项技术对用户来说又有什么样的好处,是否值得消费者一买呢?


健康的光

1对人体健康的影响

在人造光源还没有出现之前,太阳光是唯一光源,先祖们日出而作日入而息,依靠太阳来生活。太阳光不仅能为地球提供照明和能量来源,太阳的光还能调节人类的生理节奏,对人类的生物学、心理、人体产生影响。

▲图源首尔半导体

但现代都市人尤其是办公室的上班一族长时间处于室内,很少接触到太阳光,无法从太阳得到对健康的好处。而全光谱的意义就是再现太阳光,将大自然光线作用于人类的生理学、心理、人体的利益带回来给我们。

2自然色彩

我们都知道物体在光线的照射下,会显示出它的颜色,但当物体在光谱不连续、不完整的光源照射下,颜色就会有不同程度的失真。国际照明委员会CIE就把光源对物体真实颜色的呈现程度定义光源的显色性。为了更方便地描述光源的显色性,还引入显色指数的概念,以标准光源为准,将其显色指数Ra定为100。

▲物体在太阳光照射下,会显示它的真实颜色

可目前的大部分的LED产品都已经能做到显色指数Ra>80,但对于一些应用在演播厅、摄影棚等需要真实再现皮肤颜色的场合,以及对蔬果生鲜肉类的颜色高度还原的情景,一般显色指数Ra已经不能满足评价该光源的还原真实色彩的能力。

▲不同显色指数Ra下的色彩还原

所以要评价一个光源还原色彩能力的好坏不能仅仅依据一般显色指数来判断,对于特殊的场景,我们可能还需要考虑光源的特殊显色指数R9、色彩饱和度 Rg以及色彩真实度Rf的数值。而全光谱灯具的光线拥有人眼可见光区域各波长段的色光,能提供丰富色感的光线,还原被照物体最自然、最真实的色彩。

▲全光谱的显色指数

另外,长时间地工作在色彩欠缺、色调单一的工作环境下,人容易产生视觉疲劳和心理压力。全光谱光线丰富的光谱能够将物体真实的色彩重现出来,提供生动的光照,缓解人眼的视觉疲劳、减少人眼不适,从而提高用户光环境的舒适感。

3呵护眼睛

由于传统LED大部分都是使用蓝光激发黄色荧光粉,混合色光后得到白色光。如果这当中的蓝光成份过高,在长时间使用的情况下,蓝光能穿透人眼的晶状体到达视网膜,加速黄斑区细胞的氧化,对其造成光学损害。

▲小云台灯光谱成份中蓝光部分减少

对于人眼来说,人类经过长时间的进化,人眼已经适应太阳光,光线越接近自然光,人眼越感到舒适。全光谱LED采用的是紫光LED激发,从光源的根源问题上减少蓝光成份,减少对眼睛的伤害。同时,全光谱的光谱曲线接近阳光光谱曲线,能够有效提高用户用眼的舒适度。除此之外,全光谱还可以减小视网膜微循环短期障碍,以及减缓血供障碍造成的眼睛干涩疲劳,做到真真正正的护眼。

4调节作息

根据人体生物钟规律,人的大脑通常在晚上9点或10点开始分泌褪黑素,随着人脑松果体分泌的褪黑素越多,我们的身体逐渐意识到要休息睡觉。褪黑素是一种有助于缩短睡前觉醒时间和入睡时间,能改善睡眠质量的物质。而这种物质与人接触的光线有着密切的关系,尤其是对蓝光十分敏感,蓝光会对人脑松果体产生的褪黑素有抑制作用,长期在高蓝光的光环境下,甚至会产生睡眠障碍。

▲人脑的感光机制(图源网络)

而全光谱的出现能提供更优质的光线,改善人们生活的光环境。更少的蓝光成份可以使人们的夜间工作光环境更加合理,合理的光环境有助于人们促进睡眠、提高生产率和改善情绪。

▲太阳光色温变化

如果全光谱照明系统能够结合模拟阳光一年四季及早晚不同时间段色温变化,提供更像真实的自然光线。两者的相互结合就真真正正地把阳光搬到室内,让“不见天日”的工作者足不出户也可以感受到大自然阳光带来的舒适。


目前全光谱仍处于新兴阶段,因其成本暂时相对于普通LED较高,受价格制约,所以全光谱LED市场份额在照明市场上所占的比例甚小。但随着技术的提升和照明意识的普及,相信会有更多的用户认识到全光谱品质的重要性而选择使用全光谱灯具产品,照明企业也会根据市场的需要做出更优秀的全光谱产品。

 
 
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